EP1802851A1 - Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben- verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle - Google Patents

Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben- verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle

Info

Publication number
EP1802851A1
EP1802851A1 EP05791470A EP05791470A EP1802851A1 EP 1802851 A1 EP1802851 A1 EP 1802851A1 EP 05791470 A EP05791470 A EP 05791470A EP 05791470 A EP05791470 A EP 05791470A EP 1802851 A1 EP1802851 A1 EP 1802851A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
phase angle
stop
signal
angle signal
camshaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP05791470A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1802851B1 (de
Inventor
Minh Nam Nguyen
Holger Stork
Heiko Dell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Publication of EP1802851A1 publication Critical patent/EP1802851A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1802851B1 publication Critical patent/EP1802851B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04—Sensors
    • F01L2820/041—Camshafts position or phase sensors

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting the rotational angular position of the camshaft of a reciprocating internal combustion engine relative to the crankshaft, wherein the crankshaft via a variable speed drive with the camshaft in drive connection, which is designed as a three-shaft gear with a crankshaft fixed drive shaft, a camshaft fixed output shaft and an adjusting shaft, wherein a phase angle signal is detected for the rotational angle position of the camshaft relative to the crankshaft, wherein a stop travel is carried out in which a stop element connected to the drive shaft is moved towards a counter stop element connected to the camshaft, while the reaching of a stop position is monitored wherein, upon detecting the stop position, a stopper phase angle value is detected, and wherein a target phase angle signal is provided and the phase angle signal is controlled to the target phase angle signal.
  • the electric motor is controlled in such a way that the deviation is reduced. So that the engine function can be maintained even in the event of a malfunction of the adjusting device, the relative displacement is limited to a maximum displacement angle by means of a stop element connected to the drive shaft, which interacts with a camshaft-fixed counterstop element.
  • the reaching of the stop position is monitored by sensors.
  • a phase angle value is assigned to the stop position. This can be done, for example, in such a way that the phase angle signal at the stop position is read out and the corresponding measured value is used as the phase angle value for the stop position. But it is also possible to set the phase angle signal to zero when the stop position is reached. In this case, the stop position forms the reference point for the phase angle signal.
  • the desired phase angle signal is provided by an engine control unit which controls the reciprocating internal combustion engine.
  • the desired phase angle signal is selected in dependence on the operating state of the internal combustion engine such that a favorable fuel consumption and a low pollutant emissions of the reciprocating internal combustion engine results.
  • the phase angle signal is regulated by this desired phase angle signal by the adjustment shaft being rotated in the event of a deviation between the phase angle signal and the desired phase angle signal so that the deviation is reduced.
  • the desired phase angle signal is limited in dependence on the stop phase angle value such that a collision of the stop element with the counter stop element is avoided during normal operation of the internal combustion engine. In practice, however, it has been shown that the stop position can change during operation of the reciprocating internal combustion engine, so that it no longer coincides with the stop phase angle value determined during the starting process.
  • This object is achieved by assigning an adjacent or adjacent phase angle range to the stop phase angle value and comparing the phase angle signal with the phase angle range, and in the event that the SoII phase angle signal should be within the phase angle range Phase angle signal is interrupted to the desired phase angle signal and another Anschlag ⁇ ride is carried out, in which the stop element zube ⁇ is moved to the counter-stop element, while the achievement of the stop position is monitored, that when detecting the stop position of the stop phase angle value is redetermined and thereafter, the control of the phase angle signal to the target phase angle signal is continued.
  • this makes it possible to redetermine the stop phase angle value during normal operation of the reciprocating internal combustion engine in order to adapt it, for example, to changed operating conditions of the internal combustion engine.
  • the stop travel is carried out when the desired phase angle signal is in the vicinity of a stop phase angle value determined at an earlier time, for example at the last stop travel, so that only a relatively small deviation of the phase angle signal from the desired phase angle signal occurs during the stop travel and the An ⁇ schlagfahrt thus practically does not affect the fuel consumption, the pollutant emissions or other performance of the reciprocating internal combustion engine.
  • the stop travel is thus carried out without the user of the combustion engine noticing this.
  • the stop phase angle value can be used as a reference point for the phase angle signal and / or during the control of the phase angle signal for limiting the phase angle.
  • the target phase angle signal is compared during stop travel with the phase angle range, wherein in the event that the desired phase angle signal should leave the phase angle range, the stop travel ab ⁇ broken and the control of the phase angle signal is resumed on the target phase angle signal.
  • the stop travel ab ⁇ broken and the control of the phase angle signal is resumed on the target phase angle signal.
  • the time which has elapsed since the last stop travel is measured and compared with a predetermined minimum period of time, wherein the execution of a further stop travel is suppressed as long as the minimum duration has not yet been reached. It is assumed that no significant change in the stop position is to be expected within the minimum period of time. Unnecessary stop rides are thus avoided.
  • At least one operating state variable of the internal combustion engine in particular its operating temperature and / or crankshaft speed, is detected when stop drives are carried out in different operating states, if the stop phase angle values respectively determined for the individual operating states are stored in a data memory, and if Thereafter, for an operating condition, a stopper phase angle value is determined by reading out a stopper phase angle value from the data memory and using it to limit the phase angle signal and / or reference phase angle signal and / or as the reference point for the phase angle signal, depending on the at least one operating state variable.
  • a characteristic map is learned which, for example, can have as parameters the cooling water and / or oil temperature of the combustion engine and / or the crankshaft speed.
  • the stop phase angle value can be easily adapted to a change in the operating state of the internal combustion engine without the need for a stop travel again.
  • the map is stored in a non-volatile memory, such as a non-volatile memory.
  • an EEProm stored so that it is still available after a restart of the internal combustion engine.
  • the data memory may be preset with default values.
  • the difference between the phase angle signal and the stop phase angle value is determined, wherein the desired phase speed signal is changed as a function of the difference and in particular reduced when the difference decreases.
  • the desired phase speed signal is changed as a function of the difference and in particular reduced when the difference decreases.
  • an electric motor is provided for driving the adjusting shaft, wherein during the stop travel the operating current and / or the operating voltage of the electric motor is (are) limited. Also by this measure, damage to the An ⁇ stop and / or counter-stop element can be avoided.
  • the operating current and / or the operating voltage of the electric motor can be limited by pulse width modulation.
  • FIG. 1 is a schematic partial view of a reciprocating internal combustion engine having a device for adjusting the phase angle of the camshaft relative to the crankshaft,
  • FIG. 3 shows a graphic representation of a phase angle signal and a nominal phase angle signal during a stop travel, wherein the abscissa represents the time in seconds and the ordinate the signal amplitude, and
  • FIG. 4 representation similar to FIG. 3, but with the stop travel is prematurely terminated.
  • An adjusting device for the rotational angle position of the camshaft 3 relative to the crankshaft 5 of a reciprocating internal combustion engine has, according to FIG. 1, an adjusting mechanism 1 which is designed as a three-shaft transmission with a crankshaft-fixed drive shaft, a camshaft-fixed output shaft and an adjusting shaft.
  • the adjusting mechanism may be a planetary gear, preferably a planetary gear.
  • the drive shaft is rotatably connected to a camshaft gear 2, which is in a conventional manner via a chain or a toothed belt with a rotatably mounted on the crankshaft 5 of the internal combustion engine crankshaft gear in drive connection.
  • the output shaft is rotatably connected to the camshaft 3.
  • the adjusting is rotatably connected to the rotor of an electric motor 4.
  • the adjusting mechanism 1 is integrated in the Na ⁇ be the camshaft gear 2.
  • the adjusting device has a fixed to the An ⁇ drive shaft of the variable. 1 connected stop element 6 and a symbolsanschlag- element 7, which is non-rotatably connected to the camshaft 3 and comes in the position of use in a stop position on the stop element 4 to the plant.
  • a magnetic detector 8 which detects the tooth flanks of a consisting of a magnetically conductive material existing, arranged on the crankshaft 5 ring gear 9.
  • One of the tooth gaps or teeth of the toothed rim 9 has a greater width than the other tooth gaps or teeth and marks a reference rotational angle position of the crankshaft 5.
  • a reference mark is generated in the sensor signal of the magnetic detector 8, which is also referred to below as the crankshaft sensor signal. This is achieved in that the crankshaft sprocket 9 at the reference rotational angle position has a larger gap than between its other teeth.
  • a rotational angle measuring signal is set to a value assigned to the reference rotational position. Thereafter, the rotational angle measuring signal is tracked with each change in the state of the crankshaft sensor signal by triggering an interrupt in an operating program of a control device, in which the rotational angle measurement signal is incremented.
  • an EC motor which has a rotor, on the circumference of a series of magnetized alternately in opposite directions magnetic magnet segments is arranged, which via an air gap with teeth of a stator interact magnetically.
  • the teeth are wound with a winding, which is energized via a An ⁇ control device.
  • the position of the magnet segments relative to the stator and thus the Verstellwellenen loftwinkel is detected by means of a measuring device having a plurality of magnetic field sensors 10 which are arranged offset to one another in the circumferential direction of the stator such that per revolution of the rotor, a number of magnetic segment sensor Combinations will go through.
  • the magnetic field sensors 10 generate a digital sensor signal which passes through an order of sensor signal states that repeat as often as the measuring device has magnetic field sensors 10 during a mechanical full rotation of the rotor. This sensor signal is also referred to below as Verstellwellen sensor signal.
  • a Hall sensor 11 As a reference signal generator for the camshaft rotation angle, a Hall sensor 11 is provided, which cooperates with a arranged on the camshaft 3 trigger wheel 12. When Er ⁇ reaching a predetermined angular position of the camshaft 3, a flank is generated in a camshaft reference signal. If the hall sensor 11 detects the edge, an interrupt is triggered in an operating program of a control unit, in which the crankshaft rotation angle and the adjustment shaft rotation angle for the control of the phase angle are temporarily stored for further processing. This interrupt will also be referred to as a camshaft interrupt below. Finally, in the operating program of the control unit, a time-slice-controlled interrupt is also triggered, which is referred to below as a cyclical interrupt.
  • the current phase angle ⁇ ist (t) is calculated: ⁇ ⁇ sl (0 ⁇ ⁇ Abs H 7 ⁇ ' V- ' ⁇ EmJCyc ⁇ EmJCam] ⁇ i ⁇ cnkJCyc ⁇ ⁇ cnkJCam] J
  • ⁇ Abs is the absolute phase angle determined by measurement at each camshaft interrupt and equal to the crankshaft rotation angle cpcnwcy c at that time.
  • phase angle signal ⁇ st is thus tracked, starting from a reference rotational angle value, in a change in state of the crankshaft sensor signal and / or the Verstellwellen-Sen ⁇ sensor signal.
  • the thus determined phase angle signal ⁇ st is regulated to a Sollphasenwin- kelsignal ⁇ so n, which is provided by an engine control unit.
  • a stop travel is initially carried out in which the stop element 6 is moved toward the counter-stop element 7 by appropriate activation of the electric motor 4 until the stop position er ⁇ is enough.
  • the in ⁇ ⁇ is by means of the phase angle signal is determined and the phase velocity of a the stop position occurring decrease in the phase velocity is detected. So ⁇ soon, the phase angle value ⁇ s to ch iag is known for the stop position, the Phasenwin- ⁇ angle signal is measured with respect to this phase angle and to the setpoint phase angle signal ⁇ SO ⁇ regulated.
  • the further phase angle signal ⁇ - ⁇ st is measured in relation to the reference mark and the camshaft edge .
  • a greater accuracy of measurement is achieved.
  • tolerances are dependent, inter alia, on the operating temperature of the internal combustion engine (thermal change in length of the chain or toothed belt) and the speed of the crankshaft, which influences the centrifugal forces on the chain or toothed belt.
  • the phase angle signal is is ⁇ in response to the stop phase angle value ⁇
  • An sc h i a g limited such that the machine during normal operation of the Verbrennungs ⁇ a collision of the Stop element 6 with the counter stop element 7 vermie ⁇ is the.
  • ⁇ for the stop phase angle value at s ch ia g during Be ⁇ the internal combustion engine drive learned a map and stored in a data memory in which for different operating temperatures and / or crankshaft speeds respectively a stop phase angle value ⁇ An h h h is stored.
  • a shock An ⁇ phase angle value ⁇ An sc h i a g is determined and used to limit the phase angle signal ⁇ is t.
  • the stop phase angle value ⁇ An h h h is associated with a phase angle range which is adjacent to the stop phase angle value ⁇ S c t u a g. In Fig. 3 and 4, this phase angle range is marked by a double arrow 13.
  • the desired phase angle signal ⁇ so provided by the engine control unit is compared with the phase angle range.
  • the reaching of the stop position is again monitored by detecting a decrease in the phase velocity occurring at the stop position while the electric motor continues to be energized in the direction of the counter-stop element 7.
  • the control of the phase angle signal ⁇ is resumed on the desired phase angle signal ⁇ S0 n.
  • the phase angle signal ⁇ j St leaves the phase angle range marked by the double arrow 13 during a stop travel.
  • the stop driving the setpoint phase angle signal ⁇ as n constantly compared with the phase angle range, and after each comparison if the setpoint phase angle signal ⁇ as n, it is checked is still within the phase angle range, and thus the stop movement is still allowed. If it is determined during the check that the desired phase angle signal ⁇ so n outside the Phase angle range is the stop travel is aborted and the control of the phase angle signal ⁇ is resumed on the desired phase angle signal ⁇ so n again.
  • the phase angle signal is again removed from the stop phase angle value ⁇ ans c h i a g from the point in time indicated at t A bb r uc h , before the stop position has been reached.
  • the measured stop phase angle values ⁇ An h h h in the form of a characteristic map are stored in a data memory.
  • the operating state variables on which the characteristic map is dependent are determined at each stop travel, and depending on the operating state variables, a memory location in the data memory is allocated to the respective stop phase angle value ⁇ Anschag , in which the An ⁇ stop phase angle value ⁇ A ⁇ s ch is deposited. If the measured stop phase angle values ⁇ AnS c h i a g is not plausible, the storage of the stop phase angle value ⁇ Ans chiag is suppressed.
  • a timer which measures the time which has elapsed since the last stop travel is reset. Before a further stop travel is carried out, the time measured by the timer is first read out and compared with a predetermined minimum time duration. As long as the minimum period has not been reached, the execution of another stop travel is suppressed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Einstellen der Drehwinkel läge der Nockenwelle (3) einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine relativ zur Kurbelwelle (5) , bei dem die Kurbelwelle über ein Verstellgetriebe (1) mit der Nockenwelle (3) in Antriebsverbindung steht, das als Dreiwellengetriebe mit einer kurbelwellenfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer Verstellwelle ausgebildet ist, wird ein Phasenwinkelsignal (epsilon ist) für die Drehwinkel läge der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle erfasst. Es wird eine Anschlagfahrt durchgeführt, bei der ein mit der Antriebwelle verbundenes Anschlagelement . (6) auf ein mit der Nockenwelle verbundenes Gegenanschlagelement (7) zubewegt wird, während das Erreichen einer Anschlagposition überwacht wird. Beim Detektieren der Anschlagposition wird ein Anschlag-Phasenwinkelwert (epsilon Anschlag) ermittelt. Das Phasenwinkelsignal wird auf ein bereitgestelltes Sollphasenwinkelsignal (epsilon soll) geregelt. Bei einem Verfahren zum Einstellen der Drehwinkellage der Nockenwelle einer Hubkslben-Verbrennungsmaschine relativ zur Kurbelwelle, bei dem die Kurbelwelle über ein Verstellgetriebe mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung steht, das als Dreiwellengetriebe mit einer kurbelwellenfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer Verstellwelle ausgebildet ist, wird ein Phasenwinkelsignal für die Drehwinkellage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle erfasst. Es wird eine Anschlagfahrt durchgeführt, bei der ein mit der Antriebwelle verbundenes Anschlagelement auf ein mit der Nockenwelle verbundenes Gegenanschlagelement zubewegt wird, während das Erreichen einer Anschlagposition überwacht wird. Beim Detektieren der Anschlagposition wird ein Anschlag-Phasenwinkelwert ermittelt. Das Phasenwinkelsignal wird auf ein bereitgestelltes Sollphasenwinkelsignal geregelt . Dem Anschlag-Phasenwinkelwert wird ein daran angrenzender oder dazu benachbarter Phasenwinkelbereich zugeordnet und das Phasenwinkelsignal wird mit dem Phasenwinkelbereich verglichen. Für den Fall, dass das Sollphasenwinkelsignal innerhalb des Phasenwinkelbereichs liegen sollte, wird die Regelung des Phasenwinkelsignals auf das Sollphasenwinkelsignal unterbrochen, um eine weitere Anschlagfahrt durchzuführen. Dazu wird das Anschlagelement auf das Gegenanschlagelement zubewegt, während das Erreichen der Anschlagposition übewacht wird. Beim Detektieren der Anschlagposition wird der Anschlag-Phasenwinkelwert neu ermittelt und danach wird die Regelung des Phasenwinkelsignals auf das Sollphasenwinkelsignal fortgesetzt.

Description

Verfahren zum Einstellen der Drehwinkellage der Nockenwelle einer Hubkolben- Verbrennungsmaschine relativ zur Kurbelwelle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Drehwinkellage der Nockenwelle einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine relativ zur Kurbelwelle, wobei die Kurbelwelle über ein Verstellgetriebe mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung steht, das als Dreiwellengetriebe mit einer kurbelwellenfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer Verstellwelle ausgebildet ist, wobei ein Phasenwinkelsignal für die Drehwinkellage der No¬ ckenwelle relativ zur Kurbelwelle erfasst wird, wobei eine Anschlagfahrt durchgeführt wird, bei der ein mit der Antriebwelle verbundenes Anschlagelement auf ein mit der Nockenwelle ver¬ bundenes Gegenanschlagelement zubewegt wird, während das Erreichen einer Anschlagpo¬ sition überwacht wird, wobei beim Detektieren der Anschlagposition ein Anschlag- Phasenwinkelwert ermittelt wird, und wobei ein Sollphasenwinkelsignal bereitgestellt und das Phasenwinkelsignal auf das Sollphasenwinkelsignal geregelt wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der Praxis bekannt. Dabei wird die Drehwinkellage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle mit Hilfe eines Elektromotors verstellt, der eine Verstell¬ welle eines Dreiwellengetriebes antreibt, das zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle angeordnet ist. Auf der Antriebwelle des Dreiwellengetriebes ist ein Nockenwellenzahnrad vorgesehen, das über eine Kette von einem drehfest mit der Kurbelwelle verbundenen Kur¬ belwellenzahnrad angetrieben wird. Die Abtriebswelle des Dreiwellengetriebes ist drehfest mit der Nockenwelle verbunden. Um die Dreh- oder Phaselage, welche die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle aufweist, auf ein bereitgestelltes Sollphasenwinkelsignal zu regeln, wird der Phasenwinkel gemessen und mit dem Sollwertsignal verglichen. Beim Auftreten einer Abwei¬ chung wird der Elektromotor derart angesteuert, dass sich die Abweichung reduziert. Damit auch im Störungsfall der Verstellvorrichtung die Motorfunktion aufrechterhalten werden kann, wird die Relativverstellung mit Hilfe eines mit der Antriebswelle verbundenen Anschlagele¬ ments, das mit einem nockenwellenfesten Gegenanschlagelement zusammenwirkt, auf einen maximalen Verstellwinkel begrenzt.
Da die Lage der Anschlagposition beim Starten der Verbrennungsmaschine zunächst noch nicht bekannt ist, wird während des Startvorgangs der Verbrennungsmaschine eine Anschlag- fahrt durchgeführt, bei der das Anschlagelement durch entsprechendes Verdrehen der Ver¬ stellwelle auf das Gegenanschlagelement zubewegt wird, bis das Anschlagelement an dem Gegenanschlagelement zur Anlage kommt. Dabei wird das Erreichen der Anschlagposition sensorisch überwacht. Sobald detektiert wird, dass das Anschlagelement gegen das Gegen¬ anschlagselement positioniert ist, wird der Anschlagposition eine Phasenwinkelwert zugeord¬ net. Dies kann z.B. in der Weise erfolgen, dass das Phasenwinkelsignal an der Anschlagposi¬ tion ausgelesen und der entsprechende Messwert als Phasenwinkelwert für die Anschlagposi¬ tion verwendet wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Phasenwinkelsignal auf Null zu setzen, wenn die Anschlagposition erreicht ist. In diesem Fall bildet die Anschlagposition den Bezugspunkt für das Phasenwinkelsignal.
Das Sollphasenwinkelsignal wird von einem Motorsteuergerät bereitgestellt, welches die Hubkolben-Verbrennungsmaschine steuert. Das Sollphasenwinkelsignal wird in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine derart gewählt, dass sich ein günstiger Kraftstoffverbrauch und ein geringer Schadstoffausstoß der Hubkolben- Verbrennungsmaschine ergibt. Auf dieses Sollphasenwinkelsignal wird das Phasenwinkelsig¬ nal geregelt, indem die Verstellwelle beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Pha¬ senwinkelsignal und dem Sollphasenwinkelsignal so verdreht wird, dass sich die Abweichung reduziert. Das Sollphasenwinkelsignal wird in Abhängigkeit von dem Anschlag- Phasenwinkelwert derart begrenzt, dass während des normalen Betriebs der Verbrennungs¬ maschine eine Kollision des Anschlagelements mit dem Gegenanschlagselement vermieden wird. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass sich während des Betriebs der Hubkolben- Verbrennungsmaschine die Anschlagposition verändern kann, so dass diese dann nicht mehr mit dem beim Startvorgang ermittelten Anschlag-Phasenwinkelwert übereinstimmt. Um den¬ noch bei den im normalen Betrieb auftretenden Betriebszuständen eine Kollision des An¬ schlagelements mit dem Gegenanschlagselement und somit die Gefahr einer Beschädigung der entsprechenden Teile zu vermeiden, muss bei der Begrenzung des Phasenwinkels ein gewisser Sicherheitsabstand zu dem Anschlag-Phasenwinkelwert eingehalten werden, wo¬ durch der für die Einstellung der Phasenlage zur Verfügung stehende Verstellbereich nicht vollständig genutzt werden kann.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das es ermöglicht, den Anschlag-Phasenwinkelwert an Veränderungen des Betriebszustands der Verbrennungsmaschine anzupassen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass dem Anschlag-Phasenwinkelwert ein daran angrenzender oder dazu benachbarter Phasenwinkelbereich zugeordnet und das Phasenwin- kelsignal mit dem Phasenwinkelbereich verglichen wird, und dass für den Fall, dass das SoII- phasenwinkelsignal innerhalb des Phasenwinkelbereichs liegen sollte, die Regelung des Pha- senwinkelsignals auf das Sollphasenwinkelsignal unterbrochen und eine weitere Anschlag¬ fahrt durchgeführt wird, bei der das Anschlagelement auf das Gegenanschlagelement zube¬ wegt wird, während das Erreichen der Anschlagposition überwacht wird, dass beim Detektie- ren der Anschlagposition der Anschlag-Phasenwinkelwert neu ermittelt wird und dass danach die Regelung des Phasenwinkelsignals auf das Sollphasenwinkelsignal fortgesetzt wird.
In vorteilhafter weise ist es dadurch möglich, während des normalen Betriebs der Hubkolben- Verbrennungsmaschine den Anschlag-Phasenwinkelwert neu zu ermitteln, um ihn beispiels¬ weise an veränderte Betriebsbedingungen der Verbrennungsmaschine anzupassen. Dabei wird die Anschlagfahrt durchgeführt, wenn das Sollphasenwinkelsignal in der Nähe eines zu einem früheren Zeitpunkt, beispielsweise bei der letzten Anschlagfahrt ermittelten Anschlag- Phasenwinkelwerts liegt, so dass während der Anschlagfahrt nur eine relativ geringe Abwei¬ chung des Phasenwinkelsignals von dem Sollphasenwinkelsignal auftritt und sich die An¬ schlagfahrt somit praktisch nicht auf den Kraftstoffverbrauch, den Schadstoffausstoß oder das sonstige Betriebsverhalten der Hubkolben-Verbrennungsmaschine auswirkt. Die Anschlag¬ fahrt wird also durchgeführt, ohne dass der Benutzer der Verbrennungsmaschine dies be¬ merkt. Der Anschlag-Phasenwinkelwert kann als Bezugspunkt für das Phasenwinkelsignal und/oder während der Regelung des Phasenwinkelsignals zur Begrenzung des Phasenwin¬ kels verwendet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Sollphasenwinkelsignal während der Anschlagfahrt mit dem Phasenwinkelbereich verglichen, wobei für den Fall, dass das Sollphasenwinkelsignal den Phasenwinkelbereich verlassen sollte, die Anschlagfahrt ab¬ gebrochen und die Regelung des Phasenwinkelsignals auf das Sollphasenwinkelsignal wieder aufgenommen wird. Beim Auftreten einer Abweichung zwischen dem Sollphasenwinkelsignal dem Phasenwinkelbereich wird diese also durch Wiederaufnahme der Phasenwinkelregelung sofort kompensiert. Dabei wird ein Abbruch der Anschlagfahrt in Kauf genommen. Diese kann dann gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt nachgeholt werden, wenn sich das das Sollphasenwinkelsignal wieder innerhalb des Phasenwinkelbereichs befindet. - A -
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird die Zeit, die seit der letzten Anschlagfahrt verstrichen ist, gemessen und mit einer vorgegebenen Mindestzeitdauer vergli¬ chen, wobei das Durchführen einer weiteren Anschlagfahrt unterdrückt wird, solange die Min¬ destzeitdauer noch nicht erreicht ist. Dabei wird davon ausgegangen, dass innerhalb der Min¬ destzeitdauer keine wesentliche Veränderung der Anschlagposition zu erwarten ist. Unnötige Anschlagfahrten werden also vermieden.
Besonders vorteilhaft ist, wenn mindestens eine Betriebszustandsgröße der Verbrennungs¬ maschine, insbesondere deren Betriebstemperatur und/oder Kurbelwellendrehzahl erfasst wird, wenn bei unterschiedlichen Betriebszuständen Anschlagfahrten durchgeführt werden, wenn die für die einzelnen Betriebszustände jeweils ermittelten Anschlag-Phasenwinkelwerte in einem Datenspeicher abgelegt werden, und wenn danach für einen Betriebszustand ein Anschlag-Phasenwinkelwert ermittelt wird, indem in Abhängigkeit von der mindestens einen Betriebszustandsgröße ein Anschlag-Phasenwinkelwert aus dem Datenspeicher ausgelesen und zum Begrenzen des Phasenwinkelsignals und/oder Sollphasenwinkelsignals und/oder als Bezugspunkt für das Phasenwinkelsignal verwendet wird. Es wird also ein Kennfeld gelernt, das beispielsweise als Parameter die Kühlwasser- und/oder Öltemperatur der Verbrennungs¬ maschine und/oder die Kurbelwellendrehzahl aufweisen kann. Mit Hilfe der auf diese Weise gelernten Anschlag-Phasenwinkelwerte kann der Anschlag-Phasenwinkelwert auf einfache Weise an eine Veränderung des Betriebszustands der Verbrennungsmaschine angepasst werden, ohne dass dazu erneut eine Anschlagfahrt durchgeführt werden muss. Zweckmäßi¬ gerweise wird das Kennfeld in einem nichtflüchtigen Datenspeicher, wie z.B. einem EEProm abgelegt, damit es nach einem Neustart der Verbrennungsmaschine weiterhin zur Verfügung steht. Bei der Erstinbetriebnahme der Verbrennungsmaschine kann der Datenspeicher mit Standardwerten vorbesetzt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Differenz zwischen dem Phasenwinkelsignal und dem Anschlag-Phasenwinkelwert ermittelt, wobei das Sollphasenge- schwindigkeitssignal in Abhängigkeit von der Differenz verändert und insbesondere bei einer Abnahme der Differenz reduziert wird. Dadurch wird bei der Anschlagfahrt ein Verscheiß an dem Anschlagelement und dem Gegenanschlagelement weitestgehend vermieden. Dennoch kann die Anschlagposition schnell aufgefunden werden. Zum Schutz des Anschlag- und Gegenanschlagelements vor Beschädigung kann während der Anschlagfahrt die Drehzahl der Verstellwelle begrenzt werden. Diese Maßnahme kommt vor allem dann in Betracht, wenn sich der Phasenwinkel innerhalb einer vorgegebenen Um¬ gebung des Anschlag-Phasenwinkelwerts befindet.
Vorzugsweise ist zum Antreiben der Verstellwelle ein Elektromotor vorgesehen, wobei während der Anschlagfahrt der Betriebsstrom und/oder die Betriebsspannung des Elektromo¬ tors begrenzt wird (werden). Auch durch diese Maßnahme kann eine Beschädigung des An¬ schlag- und/oder Gegenanschlagelements vermieden werden. Der Betriebsstrom und/oder die Betriebsspannung des Elektromotors kann durch Pulsweitenmodulation begrenzt werden.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Teildarstellung einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine, die eine Einrichtung zum Einstellen der Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle aufweist,
Fig. 2 eine Nockenwellen-Verstellvorrichtung,
Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Phasenwinkelsignals und eines Sollphasenwin- kelsignal während einer Anschlagfahrt, wobei auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate die Signalamplitude aufgetragen sind, und
Fig. 4 Darstellung ähnlich Fig. 3, wobei jedoch die Anschlagfahrt vorzeitig abgebrochen wird.
Eine Verstellvorrichtung für die Drehwinkellage der Nockenwelle 3 relativ zur Kurbelwelle 5 einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine weist gemäß Fig. 1 ein Verstellgetriebe 1 auf, das als Dreiwellengetriebe mit einer kurbelwellenfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer Verstellwelle ausgebildet ist. Das Verstellgetriebe kann ein Umlaufge¬ triebe sein, vorzugsweise ein Planetengetriebe. Die Antriebwelle ist drehfest mit einem Nockenwellenzahnrad 2 verbunden, das in an sich bekannterWeise über eine Kette oder einen Zahnriemen mit einem auf der Kurbelwelle 5 des Verbrennungsmotors drehfest angeordneten Kurbelwellenzahnrad in Antriebsverbindung steht. Die Abtriebwelle ist drehfest mit der Nockenwelle 3 verbunden. Die Verstellwelle ist drehfest mit dem Rotor eines Elektromotors 4 verbunden. Das Verstellgetriebe 1 ist in der Na¬ be des Nockenwellenzahnrads 2 integriert.
Damit im Falle einer Störung in der Ansteuerung des Elektromotors 4 der Verdrehwinkel zwischen der Nockenwelle 3 und der Kurbelwelle 5 begrenzt und somit eine Kollision der Ven¬ tile mit den Hubkolben sicher vermieden wird, weist die Verstellvorrichtung ein fest mit der An¬ triebwelle des Verstellgetriebes 1 verbundenes Anschlagelement 6 und ein Gegenanschlag- element 7 auf, das drehfest mit der Nockenwelle 3 verbundenen ist und in Gebrauchsstellung in einer Anschlagposition an dem Anschlagelement 4 zur Anlage kommt.
In Fig. 1 ist erkennbar, dass zur Messung des Kurbelwellendrehwinkels ein Magnetdetektor 8 vorgesehen ist, der die Zahnflanken eines aus einem magnetisch leitenden Werkstoff beste¬ henden, auf der Kurbelwelle 5 angeordneten Zahnkranzes 9 detektiert. Eine der Zahnlücken oder Zähne des Zahnkranzes 9 weist eine größere Breite auf als die anderen Zahnlücken bzw. Zähne und markiert eine Referenz-Drehwinkellage der Kurbelwelle 5.
Beim Erreichen der Referenz-Drehwinkellage wird in dem Sensorsignal des Magnetdetektors 8, das nachstehend auch als Kurbelwellen-Sensorsignal bezeichnet wird, eine Referenzmarke erzeugt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Kurbelwellen-Zahnkranz 9 an der Referenz- Drehwinkellage eine größere Lücke aufweist als zwischen seinen übrigen Zähnen. Sobald die Referenzmarke in dem Kurbelwellen-Sensorsignal detektiert wird, wird ein Drehwinkelmess- signal auf einen der Referenz-Drehwinkellage zugeordneten Wert gesetzt. Danach wird das Drehwinkelmesssignal bei jeder Änderung des Zustands des Kurbelwellen-Sensorsignals nachgeführt, indem in einem Betriebsprogramm eines Steuergeräts ein Interrupt ausgelöst, bei dem das Drehwinkelmesssignal inkrementiert wird.
Als Elektromotor 4 ist ein EC-Motor vorgesehen, der einen Läufer aufweist, an dessen Umfang eine Reihe von abwechselnd in zueinander entgegengesetzte Richtungen magneti- sierten Magnetsegmenten angeordnet ist, die über einen Luftspalt mit Zähnen eines Stators magnetisch zusammenwirken. Die Zähne sind mit einer Wicklung bewickelt, die über eine An¬ steuereinrichtung bestromt wird.
Die Lage der Magnetsegmente relativ zum Stator und damit der Verstellwellendrehwinkel wird mit Hilfe einer Messeinrichtung detektiert, die an dem Stator mehrere Magnetfeldsensoren 10 aufweist, die derart in Umfangsrichtung des Stators zueinander versetzt angeordnet sind, dass pro Umdrehung des Rotors eine Anzahl von Magnetsegment-Sensor-Kombinationen durchlaufen wird. Die Magnetfeldsensoren 10 erzeugen ein digitales Sensorsignal, das eine Reihenfolge von Sensorsignal-Zuständen durchläuft, die sich bei einer mechanischen Volldre¬ hung des Rotors so oft wiederholt, wie die Messeinrichtung Magnetfeldsensoren 10 aufweist. Dieses Sensorsignal wird nachfolgend auch als Verstellwellen-Sensorsignal bezeichnet.
Beim Starten des Verbrennungsmotors wird - unabhängig von der Position, in der sich der Rotor bzw. die Verstellwelle gerade befindet - ein Lagemesssignal auf einen Lagemesssignal- Startwert gesetzt. Dann wird die Verstellwelle verdreht, wobei bei jedem Zustandswechsel des Verstellwellen-Sensorsignals in dem Betriebsprogramm des Steuergeräts ein Interrupt ausge¬ löst wird, bei dem das Lagemesssignal nachgeführt wird.
Als Referenzsignalgeber für den Nockenwellendrehwinkel ist ein Hall-Sensor 11 vorgesehen, der mit einem auf der Nockenwelle 3 angeordneten Triggerrad 12 zusammenwirkt. Beim Er¬ reichen einer vorgegebenen Drehwinkellage der Nockenwelle 3 wird in einem Nockenwellen- Referenzsignal eine Flanke erzeugt. Wenn der Hall-Sensor 11 die Flanke detektiert, wird in einem Betriebsprogramm eines Steuergeräts ein Interrupt ausgelöst, bei dem der Kurbelwel- lendrehwinkel und der Verstellwellendrehwinkel für die Regelung des Phasenwinkels zur wei¬ teren Verarbeitung zwischengespeichert werden. Dieser Interrupt wird nachstehend auch als Nockenwellen-Interrupt bezeichnet. Schließlich wird in dem Betriebsprogramm des Steuerge¬ räts auch noch ein zeitscheibengesteuerter Interrupt ausgelöst, der nachfolgend als zyklischer Interrupt bezeichnet wird.
Mit Hilfe des Kurbelwellen-Drehwinkelmesssignals, des Lagemesssignals und einer Getriebe¬ kenngröße, nämlich der Übersetzung, die das Verstellgetriebe 1 bei stillstehender Antriebs¬ welle zwischen der Verstellwelle und der Nockenwelle 3 aufweist, wird der aktuelle Phasen¬ winkel εist(t) berechnet: ειsl (0 ~ εAbs H 7~ ' V- ' {ψEmJCyc ΨEmJCam ] ~ iψcnkJCyc ~ ΨcnkJCam ] J
Zn
Dabei sind
• φEm.icyc = φEmftcyc) der Drehwinkel des Rotors des Elektromotors 4 von der letzten erkannten Kurbelwellen-Referenzmarke bis zum aktuellen zyklischen Interrupt,
• ψcnucyc = Ψcnk(tιcyc) der Drehwinkel der Kurbelwelle 5 von der letzten erkannten Kurbelwellen-Referenzmarke bis zum aktuellen zyklischen Interrupt,
• ψEm.icam der Drehwinkel des Rotors des Elektromotors 4 von der letzten erkannten Kurbelwellen-Referenzmarke bis zum letzten Nockenwellen-Interrupt,
• Φcnk.icam der Drehwinkel der Kurbelwelle 5 von der letzten erkannten Kurbelwellen- Referenzmarke bis zum letzten Nockenwellen-Interrupt,
• εAbs der absolute Phasenwinkel, der bei jedem Nockenwellen-Interrupt durch Messung ermittelt wird und gleich dem Kurbelwellendrehwinkel cpcnwcyc zu diesem Zeitpunkt ist.
Das Phasenwinkelsignal ειst wird also, ausgehend von einem Referenzdrehwinkelwert, bei einer Zustandsänderung des Kurbelwellen-Sensorsignals und/oder des Verstellwellen-Sen¬ sorsignals nachgeführt. Das so ermittelte Phasenwinkelsignal ειst wird auf ein Sollphasenwin- kelsignal εson geregelt, das von einem Motorsteuergerät bereitgestelltes wird.
Nach dem Starten der Verbrennungsmaschine dauert es zunächst eine gewisse Zeit, bis die Referenzmarke in dem Kurbelwellen-Sensorsignal erkannt und in dem Nockenwellen-Refe¬ renzsignal eine Flanke detektiert wird. Um dennoch für das Phasenwinkelsignal ε-ιst möglichst frühzeitig einen Referenzdrehwinkelwert ermitteln zu können, wird zunächst eine Anschlag¬ fahrt durchgeführt, bei der das Anschlagelement 6 durch entsprechendes Ansteuern des E- lektromotors 4 auf das Gegenanschlagelement 7 zubewegt wird, bis die Anschlagposition er¬ reicht ist. Während der Anschlagfahrt wird das Erreichen der Anschlagposition überwacht, in¬ dem mit Hilfe des Phasenwinkelsignals εist die Phasengeschwindigkeit bestimmt und eine an der Anschlagposition auftretende Abnahme der Phasengeschwindigkeit detektiert wird. So¬ bald der Phasenwinkelwert εAnschiag für die Anschlagposition bekannt ist, wird das Phasenwin- kelsignal εist in Bezug zu diesem Phasenwinkel gemessen und auf das Sollphasenwinkelsignal εSOι, geregelt.
Nachdem die Referenzmarke in dem Kurbelwellen-Sensorsignal sicher erkannt und die Flanke in dem Nockenwellen-Referenzsignal sichert detektiert wurde, wird das weitere Pha- senwinkelsignal ε-ιst in Bezug zu der Referenzmarke und der Nockenwellenflanke gemessen. Dadurch wird im Vergleich zu der auf die Anschlagposition bezogenen Phasenwinkelmes- sung, die beispielsweise bei Toleranzen in der Kette bzw. dem Zahnriemen und/oder einem Ketten- bzw. Zahnriemenspanner des Nockenwellenantriebs Messfehler aufweisen kann, eine größere Messgenauigkeit erreicht. Diese Toleranzen sind unter anderem von der Betriebs¬ temperatur der Verbrennungsmaschine (thermische Längenänderung der Kette bzw. des Zahnriemens) und der Drehzahl der Kurbelwelle, welche die Fliehkräfte an der Kette bzw. dem Zahnriemen beeinflusst, abhängig.
Um den Verschleiß an dem Anschlagelement 6 und dem Gegenanschlagelement 7 zu reduzieren, wird das Phasenwinkelsignal εist in Abhängigkeit von dem Anschlag-Phasen- winkelwert εAnschiag derart begrenzt, dass während des normalen Betriebs der Verbrennungs¬ maschine eine Kollision des Anschlagelements 6 mit dem Gegenanschlagselement 7 vermie¬ den wird.
Damit der vorhandene Phasenwinkelverstellbereich der Verstellvorrichtung möglichst gut ausgenutzt werden kann, wird für den Anschlag-Phasenwinkelwert εAnschiag während des Be¬ triebs der Verbrennungsmaschine ein Kennfeld gelernt und in einem Datenspeicher abgelegt, in dem für unterschiedliche Betriebstemperaturen und/oder Kurbelwellendrehzahlen jeweils ein Anschlag-Phasenwinkelwert εAnschiag gespeichert ist. Mit Hilfe des Kennfelds wird dann je¬ weils in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und/oder Kurbelwellendrehzahl ein An¬ schlag-Phasenwinkelwert εAnschiag ermittelt und zur Begrenzung des Phasenwinkelsignals εist verwendet. Durch das Lernen des Kennfelds werden auch verschleißbedingte Veränderungen in dem Kurbeltrieb, wie z.B. eine Dehnung der Kette oder des Zahnriemens oder eine Abnah¬ me der Ketten- oder Zahnriemenspannung bei der Messung des Anschlag-Phasenwinkelwerts εAnschiag berücksichtigt. Damit durch das Lernen des Kennfelds der Betrieb der Verbrennungsmaschine praktisch nicht beeinträchtigt wird, wird dem Anschlag-Phasenwinkelwert εAnschiag ein Phasenwinkelbereich zugeordnet, der zu dem Anschlag-Phasenwinkelwert εAnsctuag benachbart ist. In Fig. 3 und 4 ist dieser Phasenwinkelbereich durch einen Doppelpfeil 13 markiert. Während des normalen Be¬ triebs der Verbrennungsmaschine wird das von dem Motorsteuergerät bereitgestellte Sollpha- senwinkelsignal εsou mit dem Phasenwinkelbereich verglichen.
Für den Fall, dass das Sollphasenwinkelsignal εson - wie dies in Fig. 3 gezeigt ist - innerhalb des Phasenwinkelbereichs liegen sollte, wird die Regelung des Phasenwinkelsignals εist auf das Sollphasenwinkelsignal εS0n unterbrochen und es wird eine weitere Anschlagfahrt durch¬ geführt, sofern die Motorsteuerung diese erlaubt. Dazu wird - ausgehend von dem gerade eingestellten Sollphasenwinkel - das Anschlagelement 6 auf das Gegenanschlagelement 7 zubewegt. In Fig. 3 ist erkennbar, dass der Elektromotor 4 bei der Anschlagfahrt derart ange¬ steuert wird, die Phasengeschwindigkeit ausgehend von der mit A bezeichneten Stelle des Phasenwinkelsignals εist zunächst betragsmäßig ansteigt und danach bei Annäherung an den Anschlag-Phasenwinkelwert εAnschiag wieder abnimmt, bis das Anschlagelement 6 an der mit B bezeichneten Stelle an dem Gegenanschlagelement 7 zur Anlage kommt.
Während der Anschlagfahrt wird das Erreichen der Anschlagposition wiederum überwacht, indem eine an der Anschlagposition auftretende Abnahme der Phasengeschwindigkeit detek- tiert wird, während der Elektromotor weiterhin in Richtung auf das Gegenanschlagelement 7 bestromt wird. Sobald der neue Phasenwinkelwert εAnscWag bekannt ist, wird die Regelung des Phasenwinkelsignals εist auf das Sollphasenwinkelsignal έS0n wieder aufgenommen. Deutlich ist erkennbar, dass die Phasengeschwindigkeit ausgehend von der mit C bezeichneten Stelle des Phasenwinkelsignals ειst zunächst betragsmäßig ansteigt und danach bei Annäherung an das Sollphasenwinkelsignal εson wieder abnimmt, bis das Phasenwinkelsignal ειst an der mit D bezeichneten Stelle mit dem Sollphasenwinkelsignal εson, übereinstimmt.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel verlässt das Phasenwinkelsignal εjSt während einer Anschlagfahrt den mit dem Doppelpfeil 13 markierten Phasenwinkelbereich. Während der Anschlagfahrt wird das Sollphasenwinkelsignal εson ständig mit dem Phasenwinkelbereich verglichen und nach jedem Vergleich wird geprüft, ob das Sollphasenwinkelsignal εson noch innerhalb des Phasenwinkelbereichs liegt und somit die Anschlagfahrt noch zulässig ist. Wenn bei der Überprüfung festgestellt wird, dass das Sollphasenwinkelsignal εson außerhalb des Phasenwinkelbereichs liegt, wird die Anschlagfahrt abgebrochen und die Regelung des Pha- senwinkelsignals εist auf das Sollphasenwinkelsignal εson wieder aufgenommen. In Fig. 4 ist deutlich erkennbar, dass sich das Phasenwinkelsignal ab dem mit tAbbruch bezeichneten Zeitpunkt wieder von dem Anschlag-Phasenwinkelwert εAnschiag entfernt, bevor die Anschlag¬ position erreicht wurde.
Wie bereits erwähnt wurde, werden die gemessenen Anschlag-Phasenwinkelwerte εAnschiag in Form eines Kennfelds in einem Datenspeicher abgelegt. Dazu werden bei jeder Anschlagfahrt jeweils die Betriebszustandsgrößen, von denen das Kennfeld abhängig ist, ermittelt und in Abhängigkeit von den Betriebszustandsgrößen wird dem betreffenden Anschlag-Phasen¬ winkelwert εAnschiag ein Speicherplatz in dem Datenspeicher zugewiesen, in welchem der An¬ schlag-Phasenwinkelwert εAπschiag abgelegt wird. Wenn der gemessene Anschlag-Phasen¬ winkelwerte εAnSchiag nicht plausibel ist, wird das Abspeichern des Anschlag-Phasenwinkelwerts εAnschiag unterdrückt.
Nach jeder Anschlagfahrt, bei der ein plausibler Anschlag-Phasenwinkelwert εAnSchiag gemes¬ sen wurde, wird ein Zeitgeber, der die Zeit, die seit der letzten Anschlagfahrt verstrichen ist, misst, zurückgesetzt. Bevor eine weitere Anschlagfahrt durchgeführt wird, wird zunächst die von dem Zeitgeber gemessene Zeit ausgelesen und mit einer vorgegebenen Mindestzeitdauer verglichen. Solange die Mindestzeitdauer noch nicht erreicht ist wird, wird das Durchführen einer weiteren Anschlagfahrt unterdrückt.
Bezugszeichen liste
1 Verstellgetriebe
2 Nockenwellenzahnrad
3 Nockenwelle
4 Elektromotor
5 Kurbelwelle
6 Anschlagelement
7 Gegenanschlagelement
8 Magnetdetektor
9 Zahnkranz
10 Magnetfeldsensor
11 Hall-Sensor
12 Triggerrad
13 Doppelpfeil
Eist Phasenwinkelsignal
Esoll Sollphasenwinkelsignal
SAnschiagAnschlag-Phasenwinkelwert

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Einstellen der Drehwinkellage der Nockenwelle (3) einer Hubkolben- Verbrennungsmaschine relativ zur Kurbelwelle (5), wobei die Kurbelwelle (5) über ein Verstellgetriebe (1) mit der Nockenwelle (3) in Antriebsverbindung steht, das als Drei¬ wellengetriebe mit einer kurbelwellenfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Ab¬ triebswelle und einer Verstellwelle ausgebildet ist, wobei ein Phasenwinkelsignal (εist) für die Drehwinkellage der Nockenwelle (3) relativ zur Kurbelwelle (5) erfasst wird, wo¬ bei eine Anschlagfahrt durchgeführt wird, bei der ein mit der Antriebwelle verbundenes Anschlagelement (6) auf ein mit der Nockenwelle verbundenes Gegenanschlagele- ment (7) zubewegt wird, während das Erreichen einer Anschlagposition überwacht wird, wobei beim Detektieren der Anschlagposition ein Anschlag-Phasenwinkelwert (εAπschiag) ermittelt wird, und wobei ein Sollphasenwinkelsignal (εson) bereitgestellt und das Phasenwinkelsignal (εjSt) auf das Sollphasenwinkelsignal (εson) geregelt wird, da¬ durch gekennzeichnet, dass dem Anschlag-Phasenwinkelwert (εAnschiag) ein daran an¬ grenzender oder dazu benachbarter Phasenwinkelbereich zugeordnet und das Pha¬ senwinkelsignal (εist) mit dem Phasenwinkelbereich verglichen wird, und dass für den Fall, dass das Sollphasenwinkelsignal (εson) innerhalb des Phasenwinkelbereichs lie¬ gen sollte, die Regelung des Phasenwinkelsignals (ειst) auf das Sollphasenwinkelsignal (εson) unterbrochen und eine weitere Anschlagfahrt durchgeführt wird, bei der das An¬ schlagelement (6) auf das Gegenanschlagelement (7) zubewegt wird, während das Er¬ reichen der Anschlagposition überwacht wird, dass beim Detektieren der Anschlagpo¬ sition der Anschlag-Phasenwinkelwert (εAnschiag) neu ermittelt wird und dass danach die Regelung des Phasenwinkelsignals (εjst) auf das Sollphasenwinkelsignal (εson) fortge¬ setzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sollphasenwinkelsig¬ nal (εSOιι) während der Anschlagfahrt mit dem Phasenwinkelbereich verglichen wird, und dass für den Fall, dass das Sollphasenwinkelsignal (εsoπ) den Phasenwinkelbe¬ reich verlassen sollte, die Anschlagfahrt abgebrochen und die Regelung des Phasen¬ winkelsignals (εjst) auf das Sollphasenwinkelsignal (εson) wieder aufgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit, die seit der letzten Anschlagfahrt verstrichen ist, gemessen und mit einer vorgegebenen Mindest¬ zeitdauer verglichen wird, und dass das Durchführen einer weiteren Anschlagfahrt un¬ terdrückt wird, solange die Mindestzeitdauer noch nicht erreicht ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindes¬ tens eine Betriebszustandsgröße der Verbrennungsmaschine, insbesondere deren Be¬ triebstemperatur und/oder Kurbelwellendrehzahl erfasst wird, dass bei unterschiedli¬ chen Betriebszuständen Anschlagfahrten durchgeführt werden, dass die für die einzel¬ nen Betriebszustände jeweils ermittelten Anschlag-Phasenwinkelwerte (εAnschiag) in ei¬ nem Datenspeicher abgelegt werden, und dass danach für einen Betriebszustand ein Anschlag-Phasenwinkelwert (εAnscWag) ermittelt wird, indem in Abhängigkeit von der mindestens einen Betriebszustandsgröße ein Anschlag-Phasenwinkelwert (εAnSchiag) aus dem Datenspeicher ausgelesen und zum Begrenzen des Phasenwinkelsignals (ε-,st) und/oder Sollphasenwinkelsignals (εson) und/oder als Bezugspunkt für das Pha- senwinkelsignal (εist) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pha¬ sengeschwindigkeitssignal für die Änderung des Phasenwinkels erfasst wird, und dass das Phasengeschwindigkeitssignal während der Anschlagfahrt auf ein vorgegebenes Sollphasengeschwindigkeitssignal geregelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Anschlagfahrt der Phasenwinkel geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffe¬ renz zwischen dem Phasenwinkelsignal (εist) und dem Anschlag-Phasenwinkelwert (εAnschiag) ermittelt wird, und dass das Sollphasengeschwindigkeitssignal in Abhängig¬ keit von der Differenz verändert und insbesondere bei einer Abnahme der Differenz reduziert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Anschlagfahrt die Drehzahl der Verstellwelle begrenzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum An¬ treiben der Verstellwelle ein Elektromotor vorgesehen ist, und dass während der An¬ schlagfahrt der Betriebsstrom und/oder die Betriebsspannung des Elektromotors be¬ grenzt wird (werden).
EP05791470A 2004-10-20 2005-09-28 Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben- verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle Expired - Lifetime EP1802851B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004051000 2004-10-20
PCT/DE2005/001720 WO2006042494A1 (de) 2004-10-20 2005-09-28 Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben- verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1802851A1 true EP1802851A1 (de) 2007-07-04
EP1802851B1 EP1802851B1 (de) 2008-02-27

Family

ID=35448190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05791470A Expired - Lifetime EP1802851B1 (de) 2004-10-20 2005-09-28 Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben- verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7451730B2 (de)
EP (1) EP1802851B1 (de)
DE (2) DE502005003033D1 (de)
WO (1) WO2006042494A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006039884A1 (de) * 2004-10-06 2006-04-20 Schaeffler Kg Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben-verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle
JP4948831B2 (ja) * 2005-12-13 2012-06-06 ヤマハ発動機株式会社 可変動弁装置ならびにそれを備えるエンジンシステムおよび乗り物
DE102009002403A1 (de) * 2008-04-17 2009-10-22 Denso Corporation, Kariya-City Ventilsteuerzeitsteuervorrichtung und Ventilsteuerzeitsteueranordnung
DE102008039007A1 (de) * 2008-08-21 2010-02-25 Schaeffler Kg Verfahren zur Verstellung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, Nockenwellenverstellsystem und Verbrennungsmotor mit verstellbarer Kurbelwelle
US9488498B2 (en) * 2014-03-21 2016-11-08 Infineon Technologies Ag Cam shaft rotation sensor
US11125768B2 (en) 2014-06-17 2021-09-21 Infineon Technologies Ag Angle based speed sensor device
US10222234B2 (en) 2014-06-17 2019-03-05 Infineon Technologies Ag Rotation sensor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289805A (en) * 1992-03-05 1994-03-01 Borg-Warner Automotive Transmission & Engine Components Corporation Self-calibrating variable camshaft timing system
DE10038354C2 (de) 2000-08-05 2003-03-20 Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh Steuereinrichtung zum Verstellen des Drehwinkels einer Nockenwelle
JP4011282B2 (ja) * 2000-11-24 2007-11-21 株式会社日立製作所 電磁式可変バルブタイミング装置の制御装置
US6609498B2 (en) * 2001-07-02 2003-08-26 General Motors Corporation Target wheel tooth detection
DE10229029A1 (de) * 2002-06-28 2004-01-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Steuergerät zum Durchführen des Verfahrens und Brennkraftmaschine
DE10236507A1 (de) * 2002-08-09 2004-02-19 Aft Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh Steuereinrichtung zum Verstellen des Drehwinkels einer Nockenwelle
DE10244540A1 (de) * 2002-09-25 2004-04-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Regeln der Position eines Nockenwellenstellers
DE10307307B4 (de) * 2003-02-20 2005-09-22 Siemens Ag Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine
EP1605140B1 (de) * 2004-06-09 2016-11-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verstellvorrichtung für eine Nockenwelle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006042494A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1802851B1 (de) 2008-02-27
DE112005003247A5 (de) 2007-09-27
WO2006042494A1 (de) 2006-04-27
DE502005003033D1 (de) 2008-04-10
US20070245989A1 (en) 2007-10-25
US7451730B2 (en) 2008-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1797287B1 (de) Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben-verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle
DE10397025B3 (de) Variable Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine
EP1812691B1 (de) Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben-verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle
DE3938057C2 (de) Sensoranordnung, und motorisch angetriebenes Betätigungsglied mit einer solchen Sensoranordnung
EP0744807B1 (de) Verfahren zur Strombegrenzung bei einem Gleichstrommotor, und Gleichstrommotor zur Durchführung eines solchen Verfahrens
EP1521901B1 (de) Regelstruktur für den verstellmotor eines elektrischen nockenwellenverstellers
EP1915516B1 (de) Hubkolben-verbrennungsmaschine und verfahren zur bestimmung des verschleisses eines zwischen kurbel- und nockenwelle angeordneten übertragungselements
DE10253896B4 (de) Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE102007033731A1 (de) Phasenwinkel-Erfassungsvorrichtung und Verbrennungsmotor-Ventiltiming-Steuervorrichtung, die diese Verwendet
EP1630363A1 (de) Verfahren zum Bestimmen der Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine
DE102008031503B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen der Nockenphase in einem Motor
EP1642011A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum bestimmen des verdrehwinkels einer nockenwelle gegen ber der kurbelwelle eines verbrennungsmoto rs
DE4133752A1 (de) Motorsteuervorrichtung
DE102018102880A1 (de) Verfahren zur Anlaufregelung eines elektrischen Nockenwellenverstellers
DE2949192C2 (de) Vorrichtung zur Steuerung der Brennstoff-Einspritzung einer Brennkraftmaschine
DE102004011807A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Winkelposition einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors
DE3540313C2 (de)
DE112016002753T5 (de) Steuerungsvorrichtung und steuerungsverfahren für einen variablen ventilsteuermechanismus
EP1615332B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines EC-Motors
DE10318591B4 (de) Ventilzeitpunktbestimmungs-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
EP1802851A1 (de) Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben- verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle
DE10222680B9 (de) Verfahren und Einrichtung zum Einstellen der Ansteuerzeit eines Motorventils
DE10359927A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung der Winkelstellung einer Nockenwelle oder Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
DE19517005A1 (de) Luftdurchsatzregler für Brennkraftmaschinen
DE102005035881A1 (de) Verfahren zum Bestimmen der Drehwinkellage der Nockenwelle einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine relativ zur Kurbelwelle

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20070315

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB HU IT

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: NGUYEN, MINH, NAM

Inventor name: STORK, HOLGER

Inventor name: DELL, HEIKO

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB HU IT

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB HU IT

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 502005003033

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20080410

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: HU

Ref legal event code: AG4A

Ref document number: E003273

Country of ref document: HU

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20081128

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20100930

Year of fee payment: 6

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

Free format text: REGISTERED BETWEEN 20110407 AND 20110413

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20110930

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Payment date: 20111014

Year of fee payment: 7

Ref country code: FR

Payment date: 20111012

Year of fee payment: 7

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502005003033

Country of ref document: DE

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20120828

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502005003033

Country of ref document: DE

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20120828

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20120928

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20130531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120928

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20121001

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120928

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502005003033

Country of ref document: DE

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20140217

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502005003033

Country of ref document: DE

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20140217

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120929

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502005003033

Country of ref document: DE

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20150213

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230522

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20241120

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 502005003033

Country of ref document: DE